Совершенствование методики проектирования оборудования и процесса получения прокаткой высокоплотных тонколистовых заготовок из порошковых материалов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.13, кандидат технических наук Кондрашов, Алексей Александрович

• Кондрашов, Алексей Александрович
• кандидат технических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат технических наук Кондрашов, Алексей Александрович

Оглавление.

Введение.

Глава 1.

1. Анализ существующих методик конструирования оборудования и теоретических параметров процесса тонколистовой прокатки.

1.1 Основные задачи исследования.

Глава 2.

2. Экспериментальное исследование деформационных и силовых параметров тонколистовой прокатки спеченных скомпактированных заготовок.

2.1. Экспериментальные исследования компактирования заготовок из порошковых материалов.

2.2. Экспериментальное исследование продольной прокатки спеченных заготовок из медного порошка ПМС-1.

2.3. Влияние геометрии и плотности заготовок на силовые параметры компактирования.

2.4. Выбор критических величин обжатий и экспериментальное обоснование условия постоянства объема высокоплотных скомпактированных спеченных заготовок.

2.5. Экспериментальное определение величины нейтрального угла.

2.6. Экспериментальное обоснование условия пластичности для высокоплотных скомпактированных спеченных заготовок из металлических порошков.

Глава 3.

3. Теоретические исследования силовых и деформационных параметров при однохордовой модели контакта очага деформации при продольной прокатке тонколистовых и среднелнстовых спеченных скомпактированных заготовок.

3.1. Среднелистовая прокатка спеченных скомпактированных металлических заготовок.

3.2. Тонколистовая прокатка спеченной скомпактированной заготовки.

3.3. Теоретические исследования по определению среднего давления при тонколистовой прокатке.

3.3.1. Определение среднего давления по зонам.

3.3.2. Исследование влияния натяжения полосы при прокатке.

3.4. Проверка режима обжатия на сплошность.

3.5. Теоретические исследования особенностей распределения давления при холодной прокатке тонких листов из скомпактированных спеченных порошковых заготовок.

3.6. Определение силовых параметров прокатки методом баланса работ.

Глава 4.

4. Совершенствование проектирования конструкций станов.

4.1. Особенности температурного режима работы станов при прокатке порошковых скомпактированных спеченных заготовок.

4.2. Прочность валков при прокатке спеченных скомпактированных заготовок.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование методики проектирования оборудования и процесса получения прокаткой высокоплотных тонколистовых заготовок из порошковых материалов»

Современное машиностроение не возможно представить без применения порошковых материалов. Постоянно возрастающий темп их производства обогнал темп наращивания производства компактных металлов, что объясняется уникальными свойствами порошковых материалов, которые невозможно повторить другими способами получения металлов.

Свойства порошковых материалов определяется не только составом и методами термической обработки, но зависят от формы частиц, их расположения, от выраженных их сочетаний с другими порошками.

Такая технология обеспечивает производство изделий с гарантированным уровнем заданных физико-механических свойств, высоким уровнем технологических параметров. Сюда можно отнести высокий уровень пластических свойств, возможность более полного заполнения сложных форм, труднодоступных полостей, тонкостенных ребер и других элементов изделий.

Кроме того, в числе перспективных направлений является обработка порошковых материалов на специальных установках, позволяющих получить данным композиционным составом новых эксплуатационных свойств -твердость, износостойкость и др.

В настоящее время наметились два принципа производства порошковых изделий - получение изделий и спеченных или неспеченных порошков.

Второй путь определил первоначальное компактирование заготовок при определенных давлениях, последующее спекания и только после этого формообразование заготовки до получения изделия.

Как показали многочисленные исследования первый метод позволяет получить изделия со сложной формой, однако, с более низкими физико-механическими свойствами и неоднородной плотностью, чем при втором способе [1,2,3].

Целью данных расчетов является создание методики проектирования оборудования и основ теории обработки и технологии тонколистовой прокатки.

Заключение диссертации по теме «Машины, агрегаты и процессы (по отраслям)», Кондрашов, Алексей Александрович

4.3. Выводы по работе

1. Разработаны теоретические основы проектирования валковых узлов при тонколистовой прокатке высокоплотных спеченных пористых заготовок, учитывающие изменение радиусов кривизны валков в зоне контакта с полосой и соответственно уточняющие величины контактной прочности.

2. Экспериментально и теоретически обосновано условие пластичности для процесса холодной и горячей прокатки высокоплотных спеченных скомпактированных заготовок, устанавливающее линейную связь главных напряжений с применением констант пористости.

3. Теоретически и экспериментально обоснована модель однохордового контакта валков с полосой для расчета деформационных и силовых параметров тонколистовой прокатки спеченных скомпактированных высокоплотных полос из порошковых материалов.

4. Экспериментально исследованы деформационные и силовые параметры тонколистовой прокатки спеченных скомпактированных порошковых заготовок и получены зависимости средних давлений, уширений, положения нейтрального сечения, распределения плотности в зависимости от технологических режимов обработки.

5. Отработаны технологические режимы тонколистовой прокатки скомпактированных спеченных высокоплотных заготовок, обеспечивающие оптимальные температурно-деформационно-скоростные режимы прокатки, равномерное распределение плотности и отсутствие несплошности по всему объему, а также заданную прочность валковых узлов.

6. Разработаны теоретические особенности холодной прокатки высокоплотных скомпактированных спеченных заготовок из порошковых материалов, учитывающие повышение жесткости полосы на изменение геометрической формы валков в очаге деформации и увеличение деформационных и силовых параметров обработки.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Кондрашов, Алексей Александрович, 2006 год

1. Лукашкин Н.Д., Кохан Л.С., Роберов И.Г. Теория компактирования металлических порошковых материалов. М. ВИНИТИ, 2004.-235с.

2. Лукашкин Н.Д., Кохан Л.С., Роберов И.Г. Теория обработки давлением скомпактированных спеченных металлических порошков. М. ВИНИТИ, 2005.-315с

3. Григорьев A.A., Рудской А.И. Пластическая деформация пористых материалов. Л.: ЛДНТП, -1989.-28С.

4. Дьяченко И.М. Основы металлургии порошков. Ч.: Металлургия. -320с.

5. Айзенкольб Ф. Порошковая металлургия. М.: Металлургия. -1959, -520с.

6. Вязьников Н.Ф., Ермаков С.С. Применение изделий порошковой металлургии в промышленности. М.: Машгиз.-1966,-190с.

7. Раковский B.C. Основы порошкового металловедения. М.: Оборонгиз, 1962,-90с.

8. Федорченко И.М., Андриевский P.A. Основы порошковой металлургии. М. Металлургия,-1963,-420с.

9. Либенсон Г.А. Основы порошковой металлургии. М. Металлургия,-1975,-200с.

10. Бальшин М.Ю., Кипарисов С.С. Основы порошковой металлургии. М.: Металлургия, 1978,-184с.

11. Кипарисов С.С., Либенсон Г.А. Порошковая металлургия. М. Металлургия,-1980,-496с.

12. Андриевский P.A. Порошковая металлургия. М. Металлургия,-1991,-205с.

13. Металлы и сплавы. Справочник. М. 2003,-1996с.

14. Сорокин В.К. Сортамент проката из порошка // КШП, 1998, №1, с.8-10.

15. Витязь П.А., Капцевич В.И., Шелег В.К. Пористые порошковые материалы. Минск, высшая школа,-1987.-164с.

16. Кохан JI.C. Методика расчета силовых и геометрических параметров при компактировании //Известия Вузов. Черная металлургия. М.:1997, №9, с. 55-58.

17. Кохан Л.С., Лукашкин Н.Д. Особенности компактирования металлических порошков для прокатки заготовок // Технология металлов, №5, 2000, с.28-32.

18. Лукашкин Н.Д., Кохан Л.С. Компактирование разнородных порошков // Известия вузов. Черная металлургия. М.:2001, №11, с. 34-38.

19. Кохан Л.С. Управление процессами компактирования композиционных материалов из металлических порошков. // Технология металлов, №12, 2001, с.13-16.

20. Кохан Л.С., Лукашкин Н.Д. Компактирование металлических порошков при монотонных деформационных процессах // Известия вузов. Черная металлургия. М.:2002, №7, с. 29-31.

21. Волкогон Г.М., Дмитриев A.M., Добров Е.П. Прогрессивные технологические процессы штамповки деталей из порошков и оборудование. М.: Машиностроение, -1991, -320с.

22. Лаптев A.M., Подлесный С.В., Малюский В.Л. Расчет давлений при изостатическом прессовании порошковых материалов // Известия вузов. Черная металлургия. -№1, -1987, с. 88-90.

23. Шестаков H.A. Исследование влияния напряжений всестороннего сжатия на коипактирование пористых материалов // Вестник МГТУ. М.; Машиностроение, -№3, -2002.

24. Shima S.A., Doctoral thesis, Kyoto. Kyoto University, 1975. -200p.

25. Oyane M, Shima S.A. Vorab drucke VI Internationale Pulvermetallurgische Tagung un der DDR, Dresden, 1977, Bdl, s. 15/2-15/8.

26. Лукашкин Н.Д., Кохан Л.С, Лебедев H.H. Напряжения и деформации в процессах обработки металлов давлением. М.: Академкнига, -2004,240с.

27. Друянов Б.А. Прикладная теория пластичности пористых тел. М.: Машиностроение. -1989, -230с.

28. Лаптев A.M. Деформирование пористого металла в закрытой матрице. Известия вузов. М.: Машиностроение, 1979, №7, с.89-94.

29. Лаптев A.M. Анализ формования и допрессовки пористых втулок методом тонких сечений. Порошковая металлургия, №7,1988, с.44-48.

30. Сторожев М.В. Попов Е.А. Обработка металлов давлением. М.: Машиностроение, 1977, 423с.

31. Мусихин A.M. Уплотнение пористого проката вдоль очага деформации // Порошковая металлургия, 1990, №10, с.85-91.

32. Виноградов Г.А., Семенов Ю.Н., Катрус O.A. и др. Прокатка металлических порошков. М.: Металлургия, 1969,382с.

33. Виноградов Г.А., Каташинский В.П. Теория листовой прокатки металлических порошков. М.: Металлургия, 1979, 224с.

34. Клименков С.С, Минск. Кандидатская диссертация, 1975,21с.

35. Ложечников Е.Б. Распределение плотности при прокатке // Порошковая металлургия, 1979, №3, с.4-6.

36. Каташинский В.П., Штерн М.Б. Напряженно-деформированное состояние при прокатке // Порошковая металлургия, 1983, №12, с.9-13.

37. Гун Г.Я., Стебунов С.А., Каташинский В.П. Моделирование прокатки на ЭВМ // Порошковая металлургия, 1986, № 1, с. 10-14.

38. Мусихин A.M. Контактные напряжения при горячей прокатке пористых материалов // Порошковая металлургия, 1976, №11, с. 1-7.

39. Ковальченко М.С. Теоретические основы горячей обработки пористых материалов. Наукова думка, 1980, -232с.

40. Барков Л.А., Каменщиков Ю.И., Мырин С.А., Леонов С.А. Об уплотняемости порошковых спеченных заготовок при прокатке с четырехвалковым обжатием // Цветные металлы, -1992, -№4.

41. Барков Л.А. Производство проката многосторонней деформацией спеченных заготовок // Цветные металлы, -1982, -№10, с.67.

42. Барков Л.А. Сортовая прокатка порошковых заготовок // Порошковая металлургия, 1989, №11,-с.91-96.

43. Барков JI.А. Прокатная клеть с многовалковым калибром. A.C. 778831. Открытия и изобретения, №42, с.24.

44. Барков Л.А., Пастухов В.В., Несговоров В.Р. Качество прутков, прокатанных в четырехвалковых калибрах. Сборник Трудов Челябинского политехнического института, -1970, №230, с. 104-110.

45. Колмогоров В.Л. Напряжения, деформации, разрушения. М.: Металлургия, -1970,229с.

46. Колмогоров В.Л. Пластичность и разрушения. М.: Металлургия, -1983, 229с.

47. Стебунов С.А., Роберов И.Г., Семина В.А., Беленькая Л.Н. К расчету температурных полей при горячей прокатке молибденовых листов. Сб. трудов ВНИИТС. М., Металлургия, 1987. с.89-91.

48. Роберов И.Г., Изотов В.М., Стебунов С.А. Исследование температурных условий процесса горячей прокатки. Сб. трудов ВНИИТС. М.: Металлургия, 1989, №7. с.64-68.

49. Стебунов С.А., Роберов И.Г., Пчицкий В.К., Беленькая Л.И. Влияние пористости на реологические свойства молибдена. Сб. трудов ВНИИТС. М.: Металлургия, 1987, с.74-79.

50. Сегал В.М. Пластическая деформация легких сплавов. М.: Металлургия, 1962, с.37-45.

51. Гун Г.Я., Полухин П. И., Галкин A.M. Сопротивление пластической деформации металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1983, -352.

52. Шестаков H.A., Лобастый Л.Г. Сборник научных трудов МАМИ. М.: 2003, с.177-180.

53. Люлько В.Г., ЯнггГ., Данингер Г. Сопоставление технологических характеристик и свойств материалов на основе порошков. Порошковая металлургия, 1990, №5, с.97-104.

54. Манегин Ю.В., Лукин В.В., Четвериков С.С. Производство железных порошков и вопросы качества // Проблемы современной металлургии. М.: ЦНИИЧерМет, 1983, с.203-207.

55. Джонс В.Д. Основы порошковой металлургии. М.: Металлургиздат, 1965,361с.

56. Ковальченко М.С., Кондратов И.Я. Порошковая металлургия. Киев. Наукова думка, 1975, №2.

57. Скороходов В.В. Реологические основы спекания. Киев. Наукова думка, 1972,-157с.

58. Лещинский В.М., Блохин А.Г. Упрочнение твердой фазы при гидростатическом сжатии порошковой среды // Порошковая металлургия, 1990, №10, с.22-25.

59. Клячко Л.И., Уманский A.M., Бобров В.И. Оборудование и оснастка для формования порошковых материалов. М.: Металлургия, 1988, -386с.

60. Сорокин В.К., Шмелев Л.С., Антипов Б.Ф. и др. Производство порошкового проката. М.: Металлургиздат, 2002, -296с.

61. Степаненко A.B., Исачевич Л.А., Харлан В.Е. Геометрические и энергосиловые параметры процесса прокатки металлических порошков // Порошковая металлургия, 1990, №2, -с.13-14.

62. Либенсон Г.А., Панов B.C. Оборудование цехов порошковой металлургии. М.: Металлургия, 1983, -264с.

63. Шмелев A.C., Сорокин В.К. Оборудование для производства порошкового проката. Труды Нижегородского государственного технологического университета. Н.Новгород, 2003, -Т38, с.265-269.

64. Кипарисов С.С., Падалко О.В. Оборудование предприятий порошковой металлургии. М.: Металлургия, 1988, -448с.

65. Кохан Л.С., Роберов И.Г., Кондрашов A.A., Белелюбский Б.Ф. Моделирование силовых параметров осадкой цилиндрическим инструментом. Сб. трудов МГВМИ, вып. №5,2005, с. 123-126.

66. Кохан Л.С., Кондрашов A.A., Шульгин A.B. Влияние геометрии и плотности на параметры осадки спеченных полуфабрикатов. Сб. трудов МГВМИ, вып. №5,2005, с. 134-140.

67. Кохан Л.С., Роберов И.Г., Кондратов A.A. Экспериментальные исследования продольной прокатки спеченных заготовок из медного порошка ПМС-1. Сб. трудов МГВМИ, вып. №5,2005, с.142-148.

68. Кохан JI.C., Роберов И.Г., Кондратов A.A. и др. Определение среднего давления прокатки спеченных скомпактированных заготовок из металлических порошков // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. М., Апрель №1,2006, с.96-102.

69. Кохан JI.C., Роберов И.Г., Кондратов A.A. Распределение плотности по толщине заготовки при компактировании и последующей прокатке // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. М., №, 2,2005, с.70-73.

70. Кохан J1.C., Роберов И.Г., Белелебский Б.Ф., Кондратов A.A. Динамика станов при прокатке пористых заготовок // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. М., №, 2,2005, с.74-75.

71. Кохан JI.C., Роберов И.Г., Кондратов A.A., Белелебский Б.Ф. Критические обжатия при прокатке скомпактированных заготовок // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. М., №, 2,2005, с.76-77.

72. Лаптев A.M., Понивненко Л.В. Новый метод построения идеализированной кривой уплотнения порошковых материалов // Краматорск, ДГМА, 2005, с.22-24.

73. Лукашкин Н.Д., Кохан Л.С., Роберов И.Г., Кондратов A.A. Выбор технологических параметров при осадке спеченных заготовок из металлических порошков // Технология металлов, №7, 2005, с.22-24.

74. Сторожев М.В., Попов E.H. Теория обработки металлов давлением. М.: Машиностроение, 1971, -424с.

75. Колмогоров В.Л. Механика обработки металлов давлением. М.: Металлургия, 1986, -688с.

76. Клименко В.М., Онищенко A.M., Минаев A.A., Горелик B.C. Технология прокатного производства. Киев.: Высшая школа, 1989, -211с.

77. Лукашкин Н.Д., Кохан Л.С., Роберов И.Г. Теория компактирования металлических порошковых материалов. М.: ВИНИТИ, 2004, -235с.

78. Лукашкин Н.Д., Кохан Л.С., Роберов И.Г. Двуххордовая модель продольной прокатки спеченных заготовок // Известия вузов. Черная металлургия. М.: 2004, №5, с. 42-46.

79. Грин Р. Дж. Теория пластичности пористых тел // Механика, 1973, №4, с. 109-120.

80. Либенсон Г.Л. Производство порошковых изделий. -М.: Металлургия, 1990, 240с.

81. Роберов И.Г., Стебунов С.А. и др. Исследование условий процесса горячей прокатки порошковой заготовки. Сб. трудов ВНИИТС. М.: Металлургия, 1988, №7. с.44-48.

82. Куликовский Д.Н., Григорьев A.A., Иванов В.Н. Теоретический анализ процесса прокатки пористой спеченной заготовки // Известия вузов. Черная Металлургия. М. 1991, №3, с.52-53.

83. Чернышев В.Н., Крупин A.B., Линецкий Б.А., Воробьев Ю.В., Огарков П.А. Особенности распределения напряжений по дуге контакта валков с полосой. Новые технологические процессы обработки металлов давлением. М.: Металлургия, 1976, №98, с. 18-21.

84. Изотов В.М., Роберов И.Г., Карелин Ф.Р., Фастовский B.C., Кузнецов B.C. Академия наук СССР. Обработка давлением труднодеформируемых материалов. М.: Наука, 1984, с.64-70.

85. Люлько В.Г., Янгг Г., Данингер Г. Сопоставление технологических характеристик и свойств материалов на основе порошков // Порошковая металлургия, 1990, №5, с.97-104.

86. Люлько В.Г., Янгг Г., Данингер Г. Анализ и технологические характеристики процессов деформирования изделий на основе порошков// Порошковая металлургия, 1990, №7, с.93-97.

87. Лаптев A.M., Подлесный C.B. Расчет трехосного прессования порошковых материалов // Известия вузов. Черная Металлургия. М. 1988, №3, с.68-73.

88. Целиков А.И., Томленов А.Д., Зюзин В.И., Третьяков А.И., Никитин Г.С. Теория прокатки. М.: Металлургия, 1982, 335с.

89. Штаерман И.Я. Контактные задачи теории упругости. Л.: Гостехиздат. 1949, 248с.

90. Железное Ю.Д., Цифринович Б.А., Лямбах Р.В., Ромашкович A.B., Савичев Г.А. Влияние температурных полей на силовые и деформационные параметры при горячей прокатке // Сталь, 1968, №10, с.914-920.

91. Королев A.A., Навроцкий А.Г., Вердеревский A.B., Кохан Л.С., Соколова О.В. Механическое оборудование цехов по производству цветных металлов. М.: Металлургия, 1985, -312с.

92. Целиков А.И., Полухин П.И., Королев A.A. и др. Машины и агрегаты металлургических заводов. М.: Металлургия, 1981, ТЗ, -576с.

93. Гарбер Э.А. Станы для холодной прокатки. Череповец, 2004, -416с.

94. Лукашкин Н.Д., Кохан Л.С., Якушев A.M. Конструкция и расчет машин и агрегатов металлургических заводов. Академкнига, 2003, -456с.

95. Шаталов Р.Л., Кохан Л.С., Басхамджиев А.Ш. Уточнение методики расчета давления металла на валки и протяженность зон контактной поверхности при горячей прокатке //Прокатное производство, 2001, №12, с.13-18.

96. Шаталов Р.Л., Кохан Л.С., Никулин H.A. Уточнение методики расчета геометрии очага деформации при горячей прокатки полос // Прокатное производство, 2002, №7, с.8-14.

97. Беляев Н.М. Сопротивление материалов. М.: Гостехиздат, 1953, 856с.